2019-2020年高考物理一轮复习 12.2波粒二象性教学案

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2019年高考物理一轮复习第十二章波粒二象性原子结构与原子核第1讲光电效应波粒二象性学案练习1讲 光电效应 波粒二象性

[高考命题解读]

分析

年份

高考(全国卷)四年命题情况对照分析

题 号 命题点

2013年 Ⅰ卷35题 第(1)问填空题，考查了核反应前后质量数和电荷数守恒 1.考查方式

高考对本部分内容考查形式比较固定，一般比较单一的考查某个知识点，且知识点相对比较单一，题型为选择题和填空题．

2．命题趋势

由于本部分内容涉及点较多，且已经改为必考内容，今后的命题应该向着多个考点融合的方向发展. Ⅱ卷35题 第(1)问选择题，考查了原子核的结合能

2014年 Ⅰ卷35题 第(1)问选择题，考查了天然放射现象和半衰期

Ⅱ卷35题 第(1)问选择题，考查了原子和原子核

2015年 Ⅰ卷35题 第(1)问填空题，考查了光电效应

Ⅱ卷35题 第(1)问选择题，考查了光电效应和波粒二象性

2016年 Ⅰ卷35题 第(1)问选择题，考查了光电效应

Ⅱ卷35题 第(1)问选择题，考查了核反应方程

Ⅲ卷35题 第(1)问选择题，考查了核反应与质能关系

1．光电效应及其规律

(1)光电效应现象

2 / 15在光的照射下，金属中的电子从表面逸出的现象，发射出来的电子叫光电子．

(2)光电效应的产生条件

入射光的频率大于等于金属的极限频率．

(3)光电效应规律

①每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于等于这个极限频率才能产生光电效应．

②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大．

③光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9s.

④当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的大小与入射光的强度成正比．

2．爱因斯坦光电效应方程

(1)光子说：在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量ε＝hν.

(2)逸出功W0：电子从金属中逸出所需做功的最小值．

第1讲 光电效应

板块一 主干梳理·夯实基础

【知识点1】 光电效应 Ⅰ

1．定义

照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象。

2．光电子

光电效应中发射出来的电子。

3．光电效应规律

(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于等于这个极限频率才能产生光电效应。低于这个频率的光不能产生光电效应。

(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。

(3)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9 s。

(4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成正比。

【知识点2】 爱因斯坦光电效应方程 Ⅰ

1．光子说

在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光的能量子，简称光子，光子的能量ε＝hν。其中h＝6.63×10－34 J·s(称为普朗克常量)。

2．逸出功W0

使电子脱离某种金属所做功的最小值。

3．最大初动能

发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服金属的逸出功后所具有的动能。

4．爱因斯坦光电效应方程

(1)表达式：Ek＝hν－W0。

(2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能Ek＝12mev2。

5．对光电效应规律的解释 2

【知识点3】 光的波粒二象性 物质波

1．光的波粒二象性

(1)光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有波动性。

(2)光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性。

(3)光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性。

2．物质波

(1)1924年，法国物理学家德布罗意提出：实物粒子也具有波动性，每一个运动着的粒子都有一个波和它对应，这种波叫做物质波，也叫德布罗意波。

(2)物质波的波长：λ＝hp＝hmv，其中h是普朗克常量。物质波也是一种概率波。

板块二 考点细研·悟法培优 3 考点1光电效应规律的理解[深化理解]

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1 / 2 2019-2020年高考物理一轮复习 12.2波粒二象性教学案

一、知识梳理

1.黑体辐射与能量子

2.光的波粒二象性

（1）光电效应：

（2）光电效应方程：

（3）光的波粒二象性

二、典例分析

例1.爱因斯坦提出了光量子概念，并成功地解释光电效应的规律而获得1921年的诺贝尔物理学奖．已知用频率为γ的某种光照射某种金属逸出光电子的最大速度为vm，设光电子的质量为m，则该金属的逸出功为________________________．若将入射光的频率提高到2γ，则逸出光电子的最大初动能____________________原来初动能的2倍(选填“大于”、“等于”或“小于”)．

例2.如图所示，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转，而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，那么a光的频率________b光的频率(选填“大于”、“等于”或“小于”)，若增加b光的强度____(选填“会”或“不会”)使电流计G的指针发生偏转．

例3.如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象．由图象可知( )

A．该金属的逸出功等于E

B．该金属的逸出功等于hνc

C．入射光的频率为2νc时，产生的光电子的最大初动能为E

D．入射光的频率为νc2时，产生的光电子的最大初动能为E2

例4.如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的

________也相等.

A．速度 B．动能 C．动量 D．总能量

例5.关于光的本性，下列说法正确的是( )

A．光既具有波动性，又具有粒子性，这是互相矛盾和对立的

B．光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点

C．大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性

1 第一讲 光电效应 波粒二象性

一、光电效应

1．光电效应现象：照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象．

2．光电子：光电效应中发射出来的电子．

3．研究光电效应的电路图

其中A是阳极，K是阴极．

4．光电效应的四个规律

(1)每种金属都有一个截止频率(或极限频率)，入射光的频率必须大于截止频率才能产生光电效应．低于截止频率时不能发生光电效应．

(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大．

(3)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9 s.

(4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成正比．

二、爱因斯坦光电效应方程

1．光子说：在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫作一个光的能量子，简称光子，光子的能量ε＝hν.其中h＝6.63×10－34 J·s.(称为普朗克常量)

2．逸出功W0：使电子脱离某种金属所做功的最小值．

3．最大初动能：发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值．

4．遏止电压与截止频率

(1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压Uc.

(2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫作该种金属的截止频率(又叫极限频率)．不同的金属对应着不同的极限频率．

5．爱因斯坦光电效应方程

(1)表达式：Ek＝hν－W0.

(2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能Ek＝12mev2. 2 三、光的波粒二象性

1．光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性．

2．光电效应、康普顿效应说明光具有粒子性．

3．光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性．

[小题快练]

1．判断题

(1)只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应．( × )

(2)光电子就是光子．( × )